Численное моделирование гемодинамики при повторном протезировании клапана сердца

Abstract

Цель. Статья посвящена численному анализу причин и гемодинамических эффектов парапротезной регургитации при повторном транскатетерном протезировании клапана аорты по типу «протез-в-протез» с позиции прогностической ценности компьютерного моделирования. Методы. Инструментом численного анализа гемодинамики стало пациент-специфическое моделирование потока крови комплекса «протез-в-протез», сформированного из каркасного и транскатетерного самораскрывающегося биопротезов клапана аорты. Основой для получения трехмерных компьютерных моделей корня аорты, первичного каркасного несостоятельного и повторного транскатетерного биопротезов стали данные мультиспиральной компьютерной томографии пациента Т., 61 год, которому выполнена имплантация «протез-в-протез» саморас­крывающегося клапана CoreValve™. Компьютерное моделирование проводили методом погруженной границы с учетом гемодинамических характеристик пациента, полученных при трансторакальном эхокардиографическом постоперационном исследовании. В работе анализировали качественные и количественные показатели тока крови: средние и пиковые скорости кровотока, пристеночное, вязкое напряжение и напряжение Рейнольдса, а также распределение данных показателей в объеме кровотока исследуемой области. Результаты. Полученные при численном моделировании высокие значения скорости кровотока в области интереса — зоне парапротезного сброса крови, — а также значения напряжений (вязкого и напряжения Рейнольдса) не могут приводить к значимым механическим разрушениям эритроцитов в сравнении с пороговыми литературными данными вследствие малого времени экспозиции. Полученное в результате моделирования высокое сдвиговое пристеночное напряжение в области фистулы, как следствие высоких скоростей тока крови, может инициировать тромбообразование. Тем не менее данных показателей клинически не выявлено. Выводы. Парапротезная регургитация I степени, вызванная низким положением транскатетерного протеза CoreValve™ относительно первичного каркасного биопротеза, привела к росту скоростей и напряжений в области патологического сброса крови, которые для данного случая не проявлялись гемолизом или тромбообразованием, однако могут быть учтены как факторы риска данных осложнений. Пациент-специфическая методика оценки гемодинамических эффектов, возникающих при транскатетерном протезировании, удовлетворительно воспроизводит клиническую картину парапротезной регургитации и может лечь в основу численных прогностических моделей аналогичных вмешательств. Поступила в редакцию 12 июня 2019 г. Исправлена 31 октября 2019 г. Принята к печати 6 ноября 2019 г. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирование Исследование поддержано грантом Российского научного фонда, проект № 18-75-10061 по теме «Исследование и реализация концепции роботизированного малоинвазивного протезирования клапана аорты».

Keywords

• биопротез
• парапротезная регургитация
• транскатетерная имплантация
• репротезирование
• численное моделирование